(57)【要約】【課題】  接着剤層を従来の電極接続構造より薄くすることにより導通不良発生を防止するとともに、熱応力による歪量を抑制することにより早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することにより、信頼性の高い回路基板の接続構造を提供する。【解決手段】  第一の回路基板であるＴＣＰ４１のアウターリード４２と第二の回路基板であるアクチュエータ部材の外部回路接続用電極１１との間の電極接続構造であって、ＴＣＰ４１のポリイミド基材４３から突出したアウターリード４２の厚さＴ１よりも小さい段差Ｔ２の凹部１２底面に、アクチュエータ部材の外部回路接続用電極１１が形成されており、接着剤層がおおよそアウターリード４２の厚さＴ１と段差Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の厚さで、アウターリード４２と外部回路接続用電極１１とが電気的機械的に接続されている。【選択図】  図３
2006012992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を用いた回路基板の電極接続構造であって、
前記回路基板の電極接続部における回路基板間の接着剤厚さが前記回路基板の電極厚さよりも薄いことを特徴とする回路基板の電極接続構造。
【請求項２】
前記回路基板が第一の回路基板と第二の回路基板とからなり、前記第二の回路基板に凹部が形成されるとともに、該凹部の深さである段差が前記第一の回路基板の基板基材から突出した電極の厚さよりも小さく形成されており、前記凹部底面に前記第二の回路基板の電極が形成され、前記接着剤層の厚さが、前記第一の回路基板の基板基材から突出した電極の厚さと前記凹部の段差との差である請求項１記載の回路基板の電極接続構造。
【請求項３】
前記接着剤層の厚さが１０μｍ以下である請求項１または２記載の回路基板の電極接続構造。
【請求項４】
前記第一の回路基板または第二の回路基板が、インクジェットヘッド、半導体装置、液晶ディスプレイパネルおよびマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムのうちの１つのシステムである請求項１、２または３記載の回路基板の電極接続構造。
【請求項５】
前記接着剤層が、異方性導電接着剤を用いて形成されている請求項１、２、３または４記載の回路基板の電極接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド、半導体装置、液晶ディスプレイパネルまたはＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）デバイス等と、フレキシブル配線基板のような回路基板との電極接続構造または回路基板同士の電極接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドとフレキシブル配線基板との電極接続構造が、特許文献５などに提案されている。
【０００３】
従来のインクジェットヘッドについて、図９（ａ）〜（ｂ）を用いてその概要を説明する。
【０００４】
厚さ方向に分極処理を施した圧電材料を分極方向が相反する方向になるように貼り合わせ、この圧電材料に複数の溝が形成されてなるアクチュエータ部材１００と、インク供給口１１１および共通インク室１１２が形成されたカバー部材１１０と、ノズル孔１２１が開けられたノズルプレート１２０とを貼り合わせることで、複数の溝によりインク室が形成されている。
【０００５】
インク室隔壁には、電界を印加するためのインク室電極１０１がインク室内に形成されている。
【０００６】
インク室の後端部１０２には、Ｒ形状に加工されたＲ形状部１０２が形成されており、さらに外部回路との接続のための電極引き出し部として平坦部１０３が形成されている。また、駆動用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１３１が搭載されたフレキシブル配線基板１３０の接続電極１３２と平坦部１０３上に形成されたインクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４とは、エポキシ系樹脂バインダー１４１中に導電粒子１４２が分散されたＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：異方性導電フィルム）１４０を介在させて電気的および機械的に接続される。
【０００７】
このとき、図９（ｂ）に示す電極接続部において、フレキシブル配線基板１３０の接続電極１３２は、ポリイミドからなる基板基材から接続電極１３２の厚さＴ７分だけ突出しており、また、インクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４も、圧電材料からなるインクジェットヘッド基材からインクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４の厚さＴ８分だけ突出している。したがって、従来のＡＣＦ１４０などの接着剤を用いた電極接続構造では、隣接する電極間に介在するＡＣＦ１４０の厚さはおおよそ（Ｔ７＋Ｔ８）となり、正確には前記（Ｔ７＋Ｔ８）にさらに接続状態のＡＣＦ導電粒子厚が加えられた厚さとなる。
【０００８】
このように形成されたインクジェットヘッドモジュールは、インク室を形成する隔壁に形成された電極において、隔壁を介して向い合う電極に逆位相の電位を印加することでシェアモード駆動を行う。つまり、厚さ方向で分極方向を対称に貼り合わされたインク室隔壁の貼り合わせた境目でインク室隔壁が“く”の字に変形し、インク室内の体積変化、それに伴うインク室内のインク圧力変化を利用してインク室先端部に配置した微小なノズルからインク液滴が吐出されるものである。
【０００９】
次に、従来のインクジェットヘッドのインク室内電極を平坦部に延出させる方法について、図１０〜図１２を用いて説明する。
【００１０】
アクチュエータ部材の主表面にドライフィルムレジスト１５０をラミネートし、平坦部１０３（図１２参照）の電極形成を行う部分のみをレジスト開口部１５１とするためにフォトリソグラフィ技術を用いて露光および現像工程を行う。次に、ダイサーのダイシングブレード１６０を矢印Ｄ１０１（図１０参照）で示す方向に動かして圧電材料をハーフダイスすることにより、後にインク室になる溝を形成し、ダイシングブレード１６０を上昇させてダイシングブレードの直径に対応したインク室後端部のＲ形状部１０２を形成する。このとき、Ｒ形状部１０２は平坦部１０３のドライフィルムレジスト１５０の開口部１５１に達するようにする。このようにしてインク室アレイを形成した後に、インク室内にスパッタリング技術やめっき技術を用いてＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）などの金属電極材料からなる金属膜を成膜して電極を形成する。また、インク室後端部のＲ形状部１０２および平坦部１０３のドライフィルムレジスト１５０のレジスト開口部１５１にも、同様に、金属膜を成膜して電極を形成し、外部回路との接続のためのインクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４を形成する。
【００１１】
次に、従来のインクジェットヘッドの外部接続電極とフレキシブル配線基板との接続方法について図９を参照しつつ説明する。
【００１２】
上記インクジェットヘッドの平坦部１０３上に形成されたインクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４と予めＡＣＦ１４０を仮止めしたフレキシブル配線基板１３０の接続電極１３２との位置合わせを行った後に、図示しないヒートツールで加熱加圧を行い、インクジェットヘッド外部回路接続用電極１０４とフレキシブル配線基板１３０の接続電極１３２とを電気的機械的に接続し、ＡＣＦ接続工程が完了する。
【００１３】
また、上記インクジェットヘッドとフレキシブル配線基板との接続のほかに、フレキシブル配線基板とリジッドのプリント配線基板との接続や半導体デバイスとフレキシブル配線基板との接続について下記特許文献１〜５に提案されているが、従来のインクジェットヘッドとフレキシブル配線基板との接続構造と同様に、電極接続部のＡＣＦなどの接着剤厚は、基板基材から突出した電極厚さ分かそれ以上の厚さに相当するものである。
【特許文献１】特開平０６−２３９９６号公報
【特許文献２】特開平１０−４４４１８号公報
【特許文献３】特開平１０−１００４０３号公報
【特許文献４】特開２０００−１２７４０４号公報
【特許文献５】特開２００２−１２７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のような従来の回路基板の接続構造を用いてデバイスと回路基板を接続した場合または回路基板同士を接続した場合には、以下のような種々の問題がある。
【００１５】
すなわち、従来の接着剤を用いたインクジェットヘッドとフレキシブル配線基板との電極接続構造では、基板間のＡＣＦなどの接着剤厚さが、接続される双方の電極厚さ分以上になる。一般的に線膨張係数の大きな接着剤（６０〜１５０ｐｐｍ／℃）は電極接続部において、電極接続部の昇温で大きく膨張して電極間を広げる方向に熱応力がかかるため、導通不良を起こすといった問題があった。また、接着剤の温度変化における歪量が大きいために接着力劣化を起こし、温度サイクル信頼性においても早期不良発生を起こすといった問題もあった。
【００１６】
また、従来のフレキシブル配線基板とリジッド配線基板との間などの回路基板同士の電極接続構造についても、上記インクジェットヘッドの電極接続構造と同様に、昇温時の導通不良や温度サイクルによる早期信頼性劣化の問題があった。
【００１７】
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は、接着剤層を従来の電極接続構造より薄くすることにより導通不良発生を防止することや、熱応力による歪量を抑制することにより早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することにより、信頼性の高い回路基板の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の回路基板の電極接続構造は、接着剤を用いた回路基板の電極接続構造において、該電極接続部における回路基板間の接着剤厚さが該回路基板の電極厚さよりも薄いことを特徴とする。
【００１９】
このような特徴を有する本発明によれば、回路基板基材（ガラスエポキシの線膨張率は１０〜５０ｐｐｍ/℃であり、ポリイミドの線膨張率は１２〜２０ｐｐｍ/℃である。）、Ｃｕなどの電極金属材料（線膨張率は１０〜２０ｐｐｍ/℃である。）、デバイス基材（圧電材料（ＰＺＴ）の線膨張率は２〜６ｐｐｍ/℃であり、半導体材料の線膨張率は３〜５ｐｐｍ/℃である。）よりも一般的に線膨張率が大きなエポキシ系樹脂（線膨張率は６０〜１５０ｐｐｍ/℃である。）などの接着剤が、電極接続部に介在した状態で電気的機械的に回路基板を接続した場合でも、接着剤層が従来の電極接続構造より薄いため、接続された二つの回路基板間あるいはデバイスと回路基板との間での電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材を形成する際に用いられる様々な材料の中で接着剤以外の材料のうちの最も線膨張率の大きな材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の回路基板の電極接続構造は、前記回路基板が第一の回路基板と第二の回路基板とからなり、前記第二の回路基板に凹部が形成されるとともに、該凹部の深さである段差Ｔ２が前記第一の回路基板の基板基材から突出した電極の厚さＴ１よりも小さく形成されており、前記凹部底面に前記第二の回路基板の電極が形成され、前記接着剤層の厚さが、前記第一の回路基板の基板基材から突出した電極の厚Ｔ１さと前記凹部の段差Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の厚さで電気的機械的に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
このような特徴を有する本発明によれば、従来の電極接続構造では厚さＴ１および厚さＴ３を有する電極同士の接続で必然的に接着剤層厚が（Ｔ１＋Ｔ３）となるが、本願発明では、接続する二つの回路基板のうち少なくとも一方の電極表面を回路基板基材よりも一段（段差：Ｔ２）下がったところに配置した回路基板と電極厚さＴ１の回路基板との接続構造の場合、接着剤厚が電極厚Ｔ１と段差Ｔ２との差（Ｔ１‐Ｔ２）となる。すなわち、本願発明の回路基板の電極接続構造による接着剤厚（Ｔ１−Ｔ２）は、従来の回路基板の電極接続構造による接着剤厚（Ｔ１＋Ｔ３）よりも小さくなるので、上記と同様、接続された二つの回路基板間あるいはデバイスと回路基板の間での電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材を形成する際に用いられる様々な材料の中で接着剤以外の材料のうちの最も線膨張率の大きな材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板の接続構造を実現することができる。
【００２２】
また、本発明の回路基板の電極接続構造は、接着剤層厚さ（Ｔ１−Ｔ２）を１０μｍ以下としたことを特徴とする。
【００２３】
従来の回路基板の電極接続構造によれば、電極厚は一般的に１８μｍ（１／２ｏｚ．銅箔）〜３６μｍ（１ｏｚ．銅箔）であり、回路基板同士の接続後の隣接電極間に介在する接着剤厚は３６〜７２μｍ以上となるが、本願発明の回路基板の電極接続構造によれば、昇温時の熱応力は単純に１／３〜１／７に抑制され、上記と同様、接続された二つの回路基板間あるいはデバイスと回路基板の間での電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材を形成する際に用いられる様々な材料の中で接着剤以外の材料のうちの最も線膨張率の大きな材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、従来構造の電極接続部よりも数倍以上の長期信頼性を確保した回路基板接続構造を実現することができる。
【００２４】
また、本発明の回路基板の電極接続構造は、電極接続部の接着剤厚さが回路基板の電極厚さよりも薄い電極接続構造において、被着体の一方がインクジェットヘッド、半導体装置、液晶ディスプレイパネルまたはＭＥＭＳ等のデバイスであることを特徴とする。
【００２５】
このような特徴を有する本発明によれば、インクジェットデバイス等のデバイスのモジュール化において、上記と同様、回路基板と接続されたデバイスモジュールの電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材を形成する際に用いられる様々な材料の中で接着剤以外の材料のうちの最も線膨張率の大きな材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。
【００２６】
また、本発明の回路基板の電極接続構造は、電極接続部の接着剤厚さが回路基板の電極厚さよりも薄い電極接続構造において、接着剤が異方性導電接着剤であることを特徴とする。
【００２７】
このような特徴を有する本発明によれば、回路基板と接続されたデバイスモジュールの電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材を形成する際に用いられる様々な材料の中で接着剤以外の材料のうちの最も線膨張率の大きな材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。
【００２８】
また、接続する回路基板の一方の電極凹部段差（Ｔ２）の形成について、他方の電極厚さ（Ｔ１）よりも薄く段差形成しなければ直接接触することができないため、絶縁性の接着剤で本願電極接続構造を達成するためには、０＜Ｔ２＜Ｔ１で段差形成を行う必要がある。しかし、ＡＣＦなどの異方性導電接着剤を用いた場合には、プラスチックコアに導電性膜を形成した回路基板接続工程で弾性変形を起こすプラスチック導電粒子や回路基板接続工程で塑性変形を起こす金属導電粒子（導電粒子直径をＴ４とする。）が接続する電極間に介在するため、仮に前記電極凹部段差Ｔ２が相手電極厚さＴ１よりも深く形成（Ｔ１≦Ｔ２）されていても、凹部段差Ｔ２が接続する電極間に介在する導電粒子径以内（Ｔ２＜（Ｔ１＋Ｔ４））であれば、本願接続構造が実現できる。この場合、電極同士が導電粒子を介して接触する場合は導電粒子のつぶれ代Ｔ４´（０＜Ｔ４´＜Ｔ４）分を考慮して、凹部段差Ｔ２の形成条件は、（Ｔ４−Ｔ４´）＜Ｔ２＜（Ｔ１＋Ｔ４）となり、より広い範囲で本願接続構造を実現することができるため、段差形成プロセスのマージンを大きくとることができ、凹部段差Ｔ２を形成する回路基板やデバイスの生産性向上を実現できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の回路基板の電極接続構造によれば、回路基板基材、電極金属材料、デバイス基材といった接続部構成部材よりも一般的に線膨張率が大きなエポキシ系樹脂などの接着剤を、電極接続部に介在しさせた状態で電気的機械的に回路基板を接続した場合でも、接着剤層が従来の電極接続構造より薄いため、接続された二つの回路基板間あるいはデバイスと回路基板との間での電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、接続部構成部材の中で最も線膨張率の大きな接着剤以外の材料に起因する割合が高くなるために抑制することができ、これにより導通不良の発生を防止することができる。また、熱応力による歪量を抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１を図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態１に係る回路基板の電極接続構造を示す平面より見た断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３３】
本実施形態１においては、被着体の一例として異方性導電接着剤を用いたインクジェットヘッドが用いられており、回路基板の一例としてフレキシブル配線基板（ここでは、ＴＣＰ：Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が用いられている。
【００３４】
インクジェットヘッド１０の電極接続構造は、図１〜図３に示すように、インクジェットヘッド駆動用ＩＣ４０が搭載されたＴＣＰ４１に、アウタリード４２が形成されており、インクジェットヘッド１０の外部回路接続用電極１１とＮｉ導電粒子３１とエポキシ樹脂バインダー３２とからなるＡＣＦ３０（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方導電性フィルム）で電気的および機械的に接続された構造である。また、インクジェットヘッド１０の上方には、インク供給口１３が予め形成されているカバー部材１４が、溝を形成したアクチュエータ部材１５に接着され、さらにインクジェットヘッド１０のインク吐出面には、微小なノズル１６を有するノズルプレート１７が接着されている。
【００３５】
このような構成で、アレイ状に並ぶインク室１８は、圧電材料からなるインク室隔壁１９によって仕切られており、各隔壁１９の上部半分に配置した厚さ１μｍの２つのＣｕ電極２０、２１に同電位の電圧を印加し、インク室隔壁１９の表裏で対向する電極２０および２１に逆位相の電圧印加を行うことによって、インク室隔壁１９がシェアモードで駆動するアクチュエータの役目をして、インク室１８内のインク圧力をコントロールすることにより、ノズル１６からインク微小液滴を吐出させる。このとき２つのＣｕ電極２０，２１は、インク室１８の後端部のＲ形状部２２で一つの電極に集約され、段差Ｔ２を有する凹部１２に形成されている外部回路接続用電極１１となる。
【００３６】
図３は、電極接続部の電極列方向の断面図であり、ＴＣＰ４１のアウタリード４２は１ｏｚ．銅箔（３６μｍ厚）配線上にＮｉおよびＡｕ（金）めっきが施された構造でる。ＴＣＰ４１のポリイミド基材４３からのトータル厚は４０μｍ（Ｔ１）であり、インクジェットヘッド１０の外部回路接続用電極１１は、インクジェットヘッド１０の圧電材料基材表面から３７μｍ落ち込んだ凹部１２に、厚さ約２μｍで形成されており、外部回路接続用電極１１表面から圧電材料基材表面までの凹部段差（Ｔ２）は３５μｍである。
【００３７】
また、対向する接続電極間（インクジェットヘッド１０の外部回路接続用電極１１とＴＣＰ４１のアウタリード４２との間の）ギャップが５μｍになるように、図示しないボンディングツールによりＴＣＰ４１の裏面（基材面）側からＡＣＦ３０の直径６μｍのＮｉ導電粒子３１を加熱加圧することにより、ＡＣＦ３０のＮｉ導電粒子３１が外部回路接続用電極１１とアウタリード４２との間に介在して外部回路接続用電極１１およびアウタリード４２間を電気的に接続し、さらに、ＡＣＦ３０のエポキシ樹脂バインダー３２を熱硬化させて外部回路接続用電極１１とアウタリード４２とを機械的に接続する。このとき、Ｎｉ導電粒子３１は加圧されて塑性変形し、隣接電極間（インクジェットヘッド１０の外部回路接続用電極１１とＴＣＰ４１のアウタリード４２との間）の接着剤層厚（Ｔ１−Ｔ２＋圧縮された導電粒子厚）は１０μｍになる。
【００３８】
このような構造を備えているため、本実施形態１の回路基板の電極接続構造によれば、接続されたインクジェットヘッド１０とＴＣＰアウタリード４２との間の接着剤層厚は１０μｍとなり、アウタリード４２の厚さ４０μｍとインクジェットヘッド１０の外部回路接続用電極１１の厚さ２μｍとの和が４２μｍとなる接着剤層で接着される従来の電極接続構造と比較すると、電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は約１／４に抑制され、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量も約１／４に抑制することができるために早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。このとき、従来の回路基板の電極接続構造において電極間に設けられていた接着剤層の代わりに介在する圧電材料の熱膨張率は、ＡＣＦなどといった接着剤の熱膨張率が約１００ｐｐｍ/℃であることに対して、２ｐｐｍ/℃と非常に小さいため、熱応力発生部材としては無視できるレベルである。
【００３９】
また、本実施形態１では、直径６μｍのＮｉ導電粒子２１を含む異方性導電接着剤（ＡＣＦ３０）で電極接続を行っているため、導電粒子を含まない絶縁性接着剤で電極同士を接触させて電気的接続を行う場合と比較して、凹部１２の形成工程のプロセスマージンを広く確保することができる。絶縁性接着剤を利用した場合は、０＜凹部段差＜ＴＣＰ電極厚で段差形成を行う必要があり、本実施例では、０＜凹部段差＜４０μｍとなるが、ＡＣＦなどの異方性導電接着剤を用いた場合では、｛導電粒子径（６μｍ）−導電粒子つぶれ代（２〜５μｍ）｝＜凹部段差（Ｔ２）＜｛ＴＣＰ電極厚（Ｔ１）＋導電粒子径｝、つまり最大範囲で１μｍ＜凹部段差＜４６μｍとなり、段差形成プロセスマージンを広く確保できるため、生産性向上が実現できる。
【００４０】
次に、インクジェットヘッド１０の凹部１２の段付き電極構造を形成する方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図４〜図６は、図１〜図３に示す回路基板の電極接続構造を形成する方法の一例を示す工程説明図である。
【００４２】
まず、厚さ方向に分極させた圧電材料ウエハ５０の一表面にドライフィルムレジスト６０をラミネートして硬化させる。
【００４３】
次に、図４中に矢印Ｄ１を用いて示されているように、ダイサーのダイシングブレード６１を用いて圧電材料ウエハ５０を深さ３００μｍでハーフダイスすることによりインク室１８（図６参照）を形成するとともに、ダイシングブレード６１を上昇させてダイシングブレードの直径に対応したインク室後端部のＲ形状溝２２を形成し、その後に圧電材料５０に深さ３５μｍで浅溝（凹部１２（図６参照））を形成する。このようにしてインク室アレイを形成した後に、図５中に矢印Ｄ２を用いて示されているように、インク室１８の長手方向に対して垂直方向斜め上方からＡｌやＣｕなどの電極材料になる金属を斜め蒸着する。この作業をインク室の長手方向に対して左右二方向から行うことでインク室隔壁１９（図１参照）の表面にＣｕ電極２０が形成され、ドライフィルムレジスト６０および各々のインク室隔壁１９のシャドーイング効果により金属膜形成は、インク室１８の深さ方向で約１／２まで行われ、深さ３５μｍの浅溝部（凹部１２）には溝内ほぼ全面に金属膜（外部接続用電極１１（図１〜図３参照）が形成される。その後、ドライフィルムレジスト６０をリフトオフすることで、インク室隔壁１９上には電極が形成されることはなく、各インク室１８間での電気的な分離を確実に行うことができる。
【００４４】
次に、インク供給口１３（図１〜図２参照）用の段付貫通穴５２および外部接続用電極１１を逃げるためのザグリ部５３を形成した圧電材料からなるカバーウエハ５１を用意する。このカバーウエハ５１は、インクジェットヘッドに構成されたときにインク供給口１３を形成し、インク室１８の上部を封じるカバー部材１４になる。通常、カバーウエハ５１は、インク室を形成するアクチュエータとの熱膨張率のマッチングを良くするために、インク室１８を構成する圧電材料と同じ材料を用いて形成されるが、熱膨張率の比較的近い安価なアルミナセラミックを用いても良い。インク室１８アレイを形成した圧電材料ウエハ５０とカバーウエハ５１を市販の接着剤で接着する。このとき、外部接続用電極１１部分がカバーウエハ５１のザグリ部５３の中央部にくるように、位置合わせを行い、図６の断面図にあるように、両者を貼り合わせる。
【００４５】
その後、図６に破線Ｌ１で示したダイシングラインで、圧電材料ウエハ５０の外部接続用電極１１部分上部のカバーウエハ５１を、図示しないダイサーのダイシングブレードにより除去し、その後、圧電材料ウエハ５０のインク室貼り合わせ中央部Ｌ２および外部接続用電極１１中央部Ｌ３で個々のインクジェットヘッドに小片化し、インクジェットヘッドを完成させる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態１のように、一方向の分極特性である圧電材料ウエハを用いたカンチレバータイプのインクジェットデバイスに限定されるものではなく、厚さ方向に分極処理を施して圧電材料を分極方向が相反する方向になるように貼り合わせた圧電材料を用いたシェブロンタイプのインクジェットヘッドにも適用することができる。また、このようなインクジェットデバイスだけでなく、半導体デバイス、液晶ディスプレイパネルやＭＥＭＳデバイスにも適用することができ、同様の効果が得られる。
【００４７】
〔実施形態２〕
次に、本発明の回路基板の電極接続構造の実施形態２について図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
図７は、本発明の実施形態２に係る回路基板の電極接続構造を示す断面図である。
【００４９】
本実施形態２においては、２枚の回路基板を接着剤を用いて接続した場合の回路基板の電極接続構造について説明しており、一方の回路基板としてガラスエポキシ配線基板が用いられており、他方の回路基板としてフレキシブル配線基板が用いられている。
【００５０】
ガラスエポキシ配線基板７０は、ガラスエポキシ基材７１と電極７２とから構成されており、電極７２は、ガラスエポキシ基材７１上に形成された１／２ｏｚ．銅箔（１８μｍ厚）上にＮｉおよびＡｕめっきが施されてなるものであり、約２０μｍの厚さ（Ｔ５）分だけガラスエポキシ基板基材７１から突出している。
【００５１】
一方、フレキシブル配線基板８０は、ポリイミド基材８１と、ポリイミド基材８１上に複数本形成された厚さ６μｍのＣｕ配線８２と、これらＣｕ配線８２の隣接配線間に形成された高さ１６μｍのポリイミド壁８３とから構成されており、ポリイミド壁８３表面から１０μｍの段差（Ｔ６）分だけ下がったところにＣｕ配線８２表面が形成されている。
【００５２】
また、前記隣接配線間には絶縁性接着剤９０が満たされており、ガラスエポキシ配線基板７０とフレキシブル配線基板８０とを、ガラスエポキシ基板基材７１とポリイミド壁８３との間の接着剤層厚が１０μｍ（Ｔ５−Ｔ６）となるように対向させることによって、電極７２およびＣｕ配線８２同士を直接接触させて電気的に接続した状態にしておき、この状態で、ガラスエポキシ配線基板７０およびフレキシブル配線基板８０間に介在させた絶縁性接着剤９０を硬化させて、ガラスエポキシ配線基板７０およびフレキシブル配線基板８０間の機械的な接続を実施している。
【００５３】
このような構造を備えているため、本実施形態２の回路基板の電極接続構造によれば、接続されたガラスエポキシ配線基板７０の電極７２の電極厚さ２０μｍとフレキシブル配線基板８０のＣｕ配線８２の電極厚さ６μｍとの和は２６μｍである。これを接着剤層で接着される従来の電極接続構造と比較すると、電極同士の引き剥がし方向にかかる昇温時における熱応力は、ポリイミドの線膨張率が約１５ｐｐｍ/℃で１６μｍ厚介在し、約１００ｐｐｍ/℃の接着剤が１０μｍ厚で介在し、２６μｍ厚で１００ｐｐｍ/℃で介在するよりも熱膨張率と厚さの積で表される部材の1℃当りの膨張量が約１／２に抑制され、導通不良発生を防止できる。また、熱応力による歪量も約１／２に抑制することができるために表１に示すように早期の温度サイクル信頼性劣化を防止することができ、信頼性の高い回路基板接続構造を実現することができる。
【００５４】
【表１】
2006012992.tif 000003
なお、表１は、縦軸が接着剤層厚であり、１０μｍ、２０μｍおよび４０μｍとなっている。また、横軸は温度サイクルを示しており、ここでは、回路基板の周辺の温度を−４０℃から１００℃まで変化させ、続いて、１００℃から−４０℃まで変化させるところまでを１サイクルとしている。なお、電極接続部に異常が生じなかった条件については「ＯＫ」と記載しており、異常が生じた条件については「ＮＧ」と記載している。
【００５５】
次に、上記フレキシブル配線基板８０の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００５６】
図８は、図７に示す回路基板の電極接続構造を構成するフレキシブル配線基板の製造方法の一例を示す工程断面説明図である。
【００５７】
まず、基材となるポリイミドフィルム（ポリイミド基材８１）上にスパッタリング技術を用いてＣｕ膜を薄く形成し、その後、フォトリソグラフィ技術を用いて配線パターニングを行ってＣｕシード層８４を形成（図８（ａ）参照）し、感光性ポリイミド８５を全面塗布（図８（ｂ）参照）した後に、配線と配線の間（即ち、Ｃｕシールド層８４が形成されていない部位）だけに感光性ポリイミド８５を残すことによってポリイミド壁８３を形成する（図８（ｃ）参照）。最後に、パターニングされたＣｕシード層８４上のみにめっき技術を用いて厚さ６μｍまでＣｕ配線８２を成長させて（図８（ｄ）参照）、フレキシブル配線基板８０を得ることができる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態２に限定されるものではなく、ガラスエポキシ配線基板やポリイミド基材フレキシブル配線基板以外に、ＰＥＴ基材配線基板、セラミック配線基板、ガラス配線基板等の各種配線基板やデバイスについて同様に適用でき、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の回路基板の電極接続構造は、温度変化が頻繁に起こりうる環境での使用に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態１に係る回路基板の電極接続構造を上面側より見た断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示す回路基板の電極接続構造を形成する方法の一例を示す工程を説明する断面図である。
【図５】図１に示す回路基板の電極接続構造を形成する方法の一例を示す工程を説明する斜視図である。
【図６】図１に示す回路基板の電極接続構造を形成する方法の一例を示す工程を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る回路基板の電極接続構造を示す断面図である。
【図８】図７に示す回路基板の電極接続構造を構成するフレキシブル配線基板の製造方法の一例を示す工程断面説明図である。
【図９】従来のインクジェットヘッドの一例を示す断面図である。
【図１０】従来のインクジェットヘッドのインク室内電極を平坦部に延出させる方法の一例を示す工程を説明する断面図である。
【図１１】従来のインクジェットヘッドのインク室内電極を平坦部に延出させる方法の一例を示す工程を説明する斜視図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドのインク室内電極を平坦部に延出させる方法の一例を示す工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  インクジェットヘッド
１１  外部回路接続用電極
１２  凹部
１３  インク供給口
１４  カバー部材
１５  アクチュエータ部材
１６  ノズル孔
１７  ノズルプレート
１８  インク室
１９  インク室隔壁
２０，２１  Ｃｕ電極
２２  Ｒ形状部
３０  ＡＣＦ
３１  Ｎｉ導電粒子
３２  エポキシ系樹脂バインダー
４０  インクジェットヘッド駆動用ＩＣ
４１  ＴＣＰ
４２  アウタリード
４３  ポリイミド基材
５０  圧電材料ウエハ
５１  カバーウエハ
５２  段付貫通穴
５３  ザグリ部
６０  ドライフィルムレジスト
６１  ダイシングブレード
７０  ガラスエポキシ配線基板
７１  ガラスエポキシ基材
７２  電極
８０  フレキシブル配線基板
８１  ポリイミド基材
８２  Ｃｕ電極
８３  ポリイミド壁
８４  Ｃｕシード層
８５  感光性ポリイミド
９０  絶縁性接着剤
１００  アクチュエータ部材
１０１  インク室内電極
１０２  Ｒ形状部
１０３  平坦部
１０４  インクジェットヘッド外部回路接続用電極
１１０  カバー部材
１１１  インク供給口
１１２  共通インク室
１２０  ノズルプレート
１２１  ノズル孔
１３０  フレキシブル配線基板
１３１  駆動用ＩＣ
１３２  接続電極
１４０  ＡＣＦ
１５０  ドライフィルムレジスト
１５１  レジスト開口部
１６０  ダイシングブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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